薄膜电池技术

再过几年,传统的AA和AAA电池或许就将成为历史,取而代之的是大小犹如邮票一样、可迅速充放电的薄膜电池。由美国Infinite Power Solutions(IPS)公司设计的Thinergy系列薄膜电池就是其中的代表。

据IPS公司技术营销副总裁蒂莫西·布兰顿介绍,Thinergy薄膜电池厚度仅为0.17毫米,内部不含液态或有机聚合物电解质及其他重金属有害物质,全部使用固态化学原料。最小的一款面积仅为25.4毫米×12.7毫米,与半张邮票的大小、薄厚无异。在标准条件下,充电时间为10分钟,极端条件下如能保证充电电流数秒即可充满;每年的漏电损耗仅为1%;该电池50%深度放电的寿命可达100000次,远超过普通固态薄膜电池在同样情况下的1000次。若与周边能源相结合,Thinergy薄膜电池能为无线传感器节点及其他微型系统提供永久电力,并实现十年以上的免维修运作。

但由于目前该电池标准电压仅为4.1伏,容量也仅达到1毫安左右,还无法取代手机或笔记本电池,其目前的主要目标是成为纽扣电池、AA和AAA电池的换代产品。自2009年6月起,Thinergy系列产品已开始向部分电子厂商供货,但目前还未推出面向普通消费者的消费级产品。

而在国内,在BIPV(光伏建筑一体化)这个市场,直接镀在玻璃上的非晶硅薄膜光伏电池,无论从成本还是功能(包括视觉)的角度来看,均胜过晶体硅产品。保定天威薄膜光伏有限公司首席技术官麦耀说,薄膜电池比传统的晶体硅电池更适宜用在光伏建筑一体化上,特别是构件式的应用方式,因此国家对BIPV的支持在很大程度上促进了薄膜电池的发展。

BIPV通过建筑物,主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来,使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。陈望舒表示,薄膜太阳能电池使用只有不到1微米或几微米厚的半导体材料,厚度比晶体硅电池薄100倍以上。这些半导体薄层可以附着在廉价的基片上(亦叫衬底),如玻璃、活性塑料或不锈钢薄板。光伏建筑一体化的应用,即与建筑相结合的光伏发电,是将太阳能模板作为建筑材料直接应用到建筑设计中,为建筑提供电力。这种做法往往还会起到节能的作用。从美学观点上讲,薄膜电池比晶体硅电池更适合,因为薄膜光电模板可以做成半透明的(部分透明),而且非晶硅光电板看起来要均匀自然得多。此外,非晶硅光电产品在光度很弱的情况下依旧运行很好,在早晚天色不很亮的时候,仍可有效地发电,这是非晶硅电池在实际应用中非常有利的特点之一。

目前,BIPV在我国受到愈来愈多的关注。业内人士分析说,我国是耗能大国,建筑能耗占全社会总能耗的25%,其中建筑采暖、空调、照明占14%,建筑建造能耗为11%,今后这个比例还可能有所上升。因此,将太阳能与建筑进行有机结合,在代替建筑原有部分构件的同时又能实现光伏发电,同时兼顾与建筑外观风格的和谐统一,有别于以前简单纯粹的光伏项目,特别适合在大城市推广应用。日前,由浙江正泰太阳能科技有限公司生产的610平方米双玻透光单晶硅组件组成了一道一体化光电幕墙,成为杭州市第一个光电幕墙。

麦耀华表示,由于薄膜电池设备较为昂贵,初期投资要比晶体硅电池高,而且产业链较短,因此在一定程度上限制了一些资本较少的投资者进入。

据了解,25MW非晶硅薄膜电池生产线的售价在3亿元~4亿元人民币之间,而25MW晶体硅太阳能电池生产线的设备成本只有4000万元~5000万元。因此,设备的国产化将对薄膜太阳能电池行业的迅猛发展起到积极的推动作用。

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